[00]數字影像處理-matlab速成

2021 年 3 月 4 日
筆記
數字影像處理

原本聽的是mooc武漢大學的數字影像處理課程，但是無奈老師讀ppt的能力太強，不太適應，後面的課程對於實驗方面的要求甚低，無奈之下到處找課程，終於找到了一個適合自己的教程《王偉強-數字影像處理》，今天開始連載，希望3.20日之前能夠完成課程的學習，加油！

預計連載的目錄

導言與MATLAB快速介紹
空域處理（I） – 亮度變換（I）
空域處理（II）- 卷積與線性移動不變系統
頻域處理（I）- 傅立葉變換
頻域處理（II）- 高低頻濾波器與頻域處理框架
影像復原（I）- 雜訊與相關的去噪技術
影像復原（II）- 降質函數與約束最小二乘恢復方法
彩色影像處理
小波變換與影像處理（I）- 小波的相關理論
小波變換與影像處理（II）- 尺度函數、小波函數、快速小波變換

基本概念

數字影像處理DigitalImageProcessing,DIP
岡薩雷斯將數字影像處理看成一個黑箱，輸入一個圖片，輸出也是一個圖片
影像分析就是輸出屬性
視覺就是輸出理解

matlab:配置環境當前目錄和搜索路徑

添加或修改搜索路徑，右擊桌面圖標屬性修改設置起始位置

matlab:.m文件

matlab分為兩種文件，一種是腳本文件，類似於dos系統中的批處理文件，特點就是所有變數都是全局變數，運行完之後的變數不會從系統中清除。另外一種函數文件，外部看是看不出來的，特點就是函數變數除了特殊聲明都是局部變數。

數字影像的表示

也就是說，影像的矩陣存儲形式是從0,0位置開始，而matlab中影像的矩陣存儲形式是1,1開始。

讀取一幅影像

使用Matlab ipt讀取一幅影像，ipt就是影像處理工具箱。

f=imread('bird.jpg');

imread從當前目錄讀取文件，如果失敗，它將嘗試在搜索路徑中找到該文件
請注意分號；，如果不加分號，命令窗口將顯示影像的矩陣值。
matlab中的字元串是單引號。

獲取影像的資訊

顯示或寫入影像

imshow(f)
imshow(f,G)
imshow(f,[low,high])
imshow(f,[])
imwrite(f,’filename’)
imwrite(f,’filename’,’ext’)
imwrite(f,’filename’,’quality’,q)
品質指標q的範圍是0-100，值越低，影像品質越差，壓縮率越高。

影像類型

強度影像/灰度影像

灰度影像是一個數據矩陣，它的值被縮放以表示強度。
當灰度影像的像素是uint8或uint16類型時，它們的取值是
[0,255]或[0,65535]範圍內的整數。
如果影像是double類型的，則像素值為浮點數。按照慣例，經
過縮放之後double類型的灰度影像的像素值落在[0,1]範圍內

二值影像

二值影像是由0和1組成的邏輯陣列。
數值陣列使用邏輯函數轉換為二進位。
如果A包含0和1以外的元素，則使用邏輯函數將所有非零數值轉換為邏輯真(1)，並將所有值為0的項轉換為邏輯假(0)

索引影像
BMP影像標識其為索引影像

影像可以是索引影像的，也可以是真顏色影像。
索引影像將顏色作為索引數組存儲到colormap圖中。
數據號代表著調色板的索引號，從下往上存儲。對於數據量大的影像節省空間

RGB影像
是目前見到的最多的影像，又叫真彩影像。

真彩色影像不使用colormap；相反，每個像素的顏色值直接存儲為RGB三元組。colormap也就是調色板
在MATLAB中，真彩色影像對象的CData屬性是一個三維(m×n×3)數組。這個數組由三個m×n矩陣組成，它們沿著第三維連接在一起。

數據類型

C語言中主要是int,double。matlab中int分的很細，u代表不帶符號的，uint代表usigned，非負數。

數據類型和影像類型之間轉換

讀入一個圖片通常是整型，直接進行傅里葉變換是錯誤的，因此需要轉換為double型。

通常我們將影像稱為（數據 – 影像類型）的影像
例如「uint8強度影像」僅指代像素值是uint8類型的強度影像
數據類之間轉換簡單，語法為

B = data class name(A)

其中數據類名是數據類表第一列中的名稱之一。例如A是一個uint8類型的數組，精度更高的double類型數組B是由命令B = double(A)生成的。這種轉換在整本書中很常見，因為matlab希望數值計算中的操作數是雙精度浮點數。

數據轉換超過255直接截斷過於粗暴，因此ipt中通常採用伸縮的方式